DE19714665C1

DE19714665C1 - Removal and prevention device for ultrasonic depositions in heat exchangers

Info

Publication number: DE19714665C1
Application number: DE19714665A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr Ing Podolyak; Ulrich Schmucker
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2017-04-10

Abstract

The device has an ultrasonic wave generator and flat introduction elements, to introduce ultrasonic energy into the fluid medium in an appliance. The generator and a wave transmitter (2) are positioned outside the fluid medium. A separate ultrasonic flat projector (1) of tubular circular construction is connected to the generator. A full-length gap in the projector is in direct contact with the fluid medium with its inside and outside (6,7). The generator is formed, so that ultrasonic energy/waves are transmitted intermittently in the form of impulses, into the fluid medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung und Verhinderung von Ablage rungen mit Ultraschallwellen in mit flüssigen Medien gefüllten Geräten, wie Wärme tauschern, Kesseln, Rohrleitungssystemen u. dgl. mit den Merkmalen der im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung.The invention relates to a device for eliminating and preventing storage with ultrasonic waves in devices filled with liquid media, such as heat exchangers, boilers, piping systems and. Like. With the features of the Oberbe handle of claim 1 genus.

Die Ablagerungen können aus Kalkablagerungen, Metalloxyd in Form von Rost, u. dgl. anderen Ablagerungen bestehen. Mittels einer Vorrichtung, die Ultraschallenergie in Form von Ultraschallwellen in das flüssige Medium, wie beispielsweise Wasser, einlei tet, kann man ohne chemische Reagenzien bei der Beseitigung und Verhütung derartiger Ablagerungen auskommen, wobei die Ergebnisse der Beseitigung mit Ultraschallenergie umweltfreundlich, effektiver und anlageschonender als chemische Verfahren sind. Bei der Einleitung von Ultraschallenergie in das flüssige Medium werden Gas- und Kavitationsbläschen gebildet, die in Rissen und Unebenheiten der Ablagerungsflächen dringen und diese Ablagerungen dann zerstören. Dabei bildet sich Schlamm, der aus dem mit dem flüssigen Medium gefüllten Behältern bzw. Rohrsystemen abgelassen wird.The deposits can be made of limescale, metal oxide in the form of rust, and the like. the like other deposits exist. Using a device that injects ultrasonic energy Introduce the form of ultrasonic waves into the liquid medium, such as water tet, you can without chemical reagents in the removal and prevention such deposits get along, the results of the disposal with Ultrasonic energy is environmentally friendly, more effective and more gentle on the system than chemical ones Procedures are. When ultrasound energy is introduced into the liquid medium gas and cavitation bubbles are formed, which in cracks and unevenness of the Deposit areas penetrate and then destroy these deposits. It forms Sludge from the container filled with the liquid medium or Pipe systems is drained.

Aus der EP 0 531 902 A1 ist eine Vorrichtung zur Beseitigung von Ablagerungen, vor zugsweise Metalloxyd- oder Kalkablagerungen in einem Rohrleitungssystem vorbekannt, das als Wasserrohrleitungssystem ausgebildet und/oder zur Vermeidung von entsprechenden Ablagerungen ausgebildet ist. In der EP 0 531 902 A1 ist mindestens eine Ultraschallquelle in einem Gehäuse vorgesehen, wobei das Gehäuse in das Rohrleitungssystem integriert ist. Das Gehäuse besteht aus zwei Halbschalen mit einer mittig angeordneten Längenausnehmung sowie einer konzentrisch darum angeordne ten ringförmigen weiteren Ausnehmung. In der Längenausnehmung befindet sich die Ultraschallquelle, die aus einem Resonator gebildet wird. Der Resonatorkörper besteht aus Vollmaterial, wie beispielsweise Aluminium, Messing, Kupfer oder Edelstahl, und weist an der stromabwärtsbefindlichen Stirnseite eine Ausnehmung auf, in der die Ultra schallquelle in Form einer piezoelektrischen planen Scheibe angeordnet ist. Die Aus nehmung wird durch einen Resonatordeckel verschlossen. Die piezoelektrische Scheibe ist innerhalb des Resonators derart angeordnet, daß ihre Normale parallel zur Flußrich tung des Wassers im Rohrleitungssystem verläuft, so daß die Hauptrichtung der Ultra schallschwingung der piezoelektrischen planen Scheibe in Längsrichtung des Rohrlei tungssystems erfolgt. Die Ultraschallwellen werden dabei von der piezoelektrischen Scheibe über den Resonator auf zwei vor dem Resonator in Flußrichtung liegenden Einschnitten, die mit Wasser gefüllt sind, in das Rohrleitungssystem abgegeben.EP 0 531 902 A1 discloses a device for removing deposits preferably metal oxide or lime deposits previously known in a pipeline system, designed as a water pipe system and / or to avoid appropriate deposits is formed. In EP 0 531 902 A1 at least an ultrasound source is provided in a housing, the housing in the Piping system is integrated. The housing consists of two half shells with one centrally arranged length recess and one concentrically arranged around it th annular further recess. The is in the length recess Ultrasound source, which is formed from a resonator. The resonator body exists made of solid material, such as aluminum, brass, copper or stainless steel, and has a recess on the downstream end in which the Ultra sound source is arranged in the form of a piezoelectric flat disk. The out Acceptance is closed by a resonator cover. The piezoelectric disc is arranged within the resonator in such a way that its normal is parallel to the flow direction tion of the water in the piping system, so that the main direction of the Ultra Sound vibration of the piezoelectric flat disc in the longitudinal direction of the Rohrlei system takes place. The ultrasonic waves are generated by the piezoelectric Disc over the resonator on two in front of the resonator in the flow direction Incisions that are filled with water are released into the piping system.

Der Gegenstand der EP 0 531 902 A1 ist außer mit dem bereits genannten ersten Resonator noch mit zwei weiteren Ultraschallquellen ausgestattet, die Schwingungen schräg oder senkrecht zur Längsachse des Gehäuses abgeben. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen, in das eine ring- oder halb ringförmig ausgebildete zweite Ultraschallquelle eingefügt ist, die den Resonator mindestens zum Teil umschließt. Diese zweite Ultraschallquelle gibt ihre Schwin gungsenergie unmittelbar an das Gehäuse der Reinigungsvorrichtung und somit an das mit dem Gehäuse festverbundene Rohrleitungssystem ab. Dadurch wird das Rohrlei tungssystem selbst in Schwingung versetzt. Eine dritte Ultraschallquelle ist dafür vor gesehen, das Zuleitungsrohr zu dem Gehäuse direkt zu umschließen und liegt deshalb unmittelbar an der Außenwandung des Rohrleitungssystems bzw. der Wasserzuleitung an und versetzt das Rohrsystem selbst in Schwingung.The subject of EP 0 531 902 A1 is apart from the first already mentioned Resonator also equipped with two other ultrasound sources, the vibrations Deliver at an angle or perpendicular to the longitudinal axis of the housing. For this purpose provide the housing with an annular recess into which a ring or half ring-shaped second ultrasound source is inserted, the resonator at least partially encloses. This second ultrasound source gives its vibrations supply energy directly to the housing of the cleaning device and thus to the from the pipeline system that is firmly connected to the housing. This will make the Rohrlei vibration system itself. A third ultrasound source is available for this seen to directly enclose the supply pipe to the housing and is therefore directly on the outer wall of the piping system or the water supply and vibrates the pipe system itself.

Da bei dem Gegenstand der EP 0 531 902 A1 der erste Ultraschallerzeuger indirekt über die Form eines Resonators ganz und der zweite Ultraschallerzeuger in Form einer halbringförmig ausgebildeten Ultraschallquelle über das Gehäuse teilweise in dem als Wasser ausgebildeten flüssigen Medium liegt, ist es erforderlich, zur Überwachung des Betriebes der Ultraschallquellen die erzeugte Temperatur mittels eines Thermometers zu überwachen. Dafür ist ein Temperatursensor an der planen piezoelektrischen Scheibe des Resonators vorgesehen, die mit einer Steuerung in Verbindung steht, die bei Überschreiten einer Grenztemperatur von beispielsweise 35 Grad eine automatische Abschaltung des Betriebs der Ultraschallvorrichtung ausführt. Durch das Einbauen der Ultraschallerzeuger in das flüssige Medium Wässer kommt es bei stehendem Medium zur nachteiligen Erwärmung des Mediums selbst, darüber hinaus ist auch die Elektronik der Ultraschallwandler durch die Temperaturerhöhung beim Ausstrahlen der Ultraschallwellenenergie gefährdet, wenn das Medium selbst im Betrieb eine hohe Temperatur aufweist.Since the subject of EP 0 531 902 A1, the first ultrasound generator is indirect about the shape of a resonator and the second ultrasonic generator in the form of a semi-ring-shaped ultrasound source over the housing partially in the as Water formed liquid medium lies, it is necessary to monitor the operation of the ultrasound sources, the temperature generated by means of a Monitor thermometers. For this, a temperature sensor is on the plan Piezoelectric disk of the resonator provided with a control in Connection is established which, if a limit temperature of, for example, 35 is exceeded Degree performs an automatic shutdown of the operation of the ultrasound device. By installing the ultrasound generator in the liquid medium water it happens with standing medium for the disadvantageous heating of the medium itself, above In addition, the electronics of the ultrasonic transducers is also due to the temperature increase endangered when emitting the ultrasonic wave energy if the medium itself in the Operation has a high temperature.

Der Gegenstand der EP 0 531 902 A1 besitzt außerdem an den Stirnseiten des ersten Resonators aus flexiblem Material bestehende Auflagevorsprünge, die in entsprechende Ausnehmungen auf der jeweiligen Stirnseite der Längsausnehmung eingreifen. Zwischen der Innenseite der Längsausnehmung und dem ersten Resonator selbst ist ein umlaufender Spalt vorgesehen, der im Bereich der beiden Einschnitte stromauf wärts und stromabwärts jeweils vergrößert ist. Durch den zwischen Gehäuse und dem ersten Resonator umlaufenden Spalt ist der Resonator bis auf die Fläche der Auflagevorsprünge vollständig von Wasser umgeben. Diese Auflagevorsprünge beste hen aus flexiblem Material wie Kunststoff oder Gummi. Beim Gegenstand der EP 0 531 902 A1 sind die von den dort vorgesehenen Ultraschallerzeugern aufzubringenden Ultraschallschwingungen in zwei verschiedene Frequenzwerte von 25 kHz und 45 kHz aufgeteilt. Die Vorrichtung gemäß EP 0 531 902 A1 ist in ihrer Herstellung und im Betrieb deshalb sehr kompliziert, es werden beispielsweise Ultraschallerzeuger in ebener Ausführung, in halbringförmiger und in ringförmiger Ausführung benötigt. Die Ausführung des ersten Resonators und des in dem Gehäuse untergebrachten zweiten Resonators sind außerdem mechanisch und massenmäßig sehr massiv ausgeführt und bieten auch in ihrer räumlichen Form einen hohen hydraulischen Widerstand wegen der vielen Änderungen der freien Querschnitte und Wasserstromrichtungen, weshalb die Vorrichtung nicht effektiv genug für eine kontinuierliche Arbeit in stationären Anlagen ist.The subject of EP 0 531 902 A1 also has on the end faces of the first Resonators made of flexible material support projections, which in corresponding Engage recesses on the respective end face of the longitudinal recess. Is between the inside of the longitudinal recess and the first resonator itself a circumferential gap is provided, which is upstream in the region of the two incisions is enlarged upwards and downstream. By the between housing and the first resonator circumferential gap is the resonator except for the surface of the Support projections completely surrounded by water. These support tabs are the best hen made of flexible material such as plastic or rubber. On the subject of EP 0 531 902 A1 the ultrasound generators provided there are to be applied Ultrasonic vibrations in two different frequency values of 25 kHz and 45 kHz divided up. The device according to EP 0 531 902 A1 is in its manufacture and in Operation is therefore very complicated, for example, ultrasonic generators in flat design, in a semi-ring-shaped and in a ring-shaped design required. The Execution of the first resonator and the second housed in the housing Resonators are also mechanically and massively designed and massive also offer a high hydraulic resistance in their spatial form because of the many changes in free cross sections and water flow directions, which is why the Device is not effective enough for continuous work in stationary plants.

Die Ultraschallerzeuger gemäß der EP 0 531 902 A1 können auch intermittierend, d. h. auch in bestimmten Zeitabständen auf das Rohrleitungssystem einwirkend betrieben werden. Der Nachteil bei intermittierender Energieaussendung der Ultraschallerzeuger besteht jedoch darin, daß bei den sehr kurzen Impulsen der Ultraschallschwingungen nur kleine Amplituden entstehen können, da bei der Vorrichtung gemäß EP 0 531 902 A1 große Massen in Schwingung versetzt werden müssen. Dies führt zu einer schnellen Schwingungsdämpfung der Ultraschallwellen durch die Reaktionswiderstände, insbe sondere durch den Trägheitswiderstand, wodurch keine stehenden Wellen erzeugt werden können, so daß das Schwingungssystem weit von seiner Resonanzanregung entfernt arbeitet. So ist beispielsweise die Schwingungsbeschleunigung eines Ultra schallstrahlers mehr als 1500 mal größer als die Erdschwerkraftbeschleunigung g. Deshalb läßt sich nur eine geringe Schwingungsleistung mit der Vorrichtung nach der EP 0 531 902 A1 in die Flüssigkeit einkoppeln. Um die großen mechanischen Massen des ersten und zweiten Ultraschallerzeugers nach der EP 0 531 902 A1 in Schwingung zu versetzen, ist außerdem bei kontinuierlicher Arbeit der Ultraschallerzeuger sehr viel Energie erforderlich.The ultrasound generator according to EP 0 531 902 A1 can also be intermittent, i. H. also operated at certain intervals on the piping system will. The disadvantage of intermittent energy transmission from the ultrasound generator is, however, that with the very short pulses of ultrasonic vibrations only small amplitudes can arise, since in the device according to EP 0 531 902 A1 large masses must be vibrated. This leads to a quick one Vibration damping of the ultrasonic waves through the reaction resistors, esp especially due to the inertia resistance, which means that no standing waves are generated can be so that the vibration system far from its resonance excitation works remotely. For example, the vibration acceleration of an Ultra sound emitter more than 1500 times greater than the acceleration due to gravity g. Therefore, only a low vibration performance can be achieved with the device according to the Couple EP 0 531 902 A1 into the liquid. To the great mechanical masses of the first and second ultrasound generator according to EP 0 531 902 A1 in vibration Moving is also a lot when the ultrasound generator is working continuously Energy required.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und preiswerte für die Massenfertigung geeignete Vorrichtung zu schaffen, die insbesondere eine Maxi mierung der von dem Ultraschallerzeuger in das flüssige Medium abgegebenen Energie ermöglicht, ferner eine Minimierung des Reaktionswiderstandes des Ultraschaller zeugers zuzulassen, weiterhin einen kleineren mittleren Leistungsverbrauch und eine leichte Nachrüstbarkeit des Ultraschallerzeugers in bestehende Geräte zu ermöglichen und schließlich sowohl eine geringe Wärmebelastung des flüssigen Mediums durch die Ultraschallenergie bei der Einstrahlung in das Medium und auch eine geringe Wärme belastung des Ultraschallerzeugers bzw. der ihn unterstützenden Elektronik selbst bei Verwendung in flüssigen Medien zuzulassen, wenn das Medium selbst im Normalbe trieb eine hohe Temperatur aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a simple and inexpensive for the mass production to create suitable device that in particular a maxi Mation of the energy given off by the ultrasound generator into the liquid medium enables, furthermore, a minimization of the reaction resistance of the ultrasound to allow the producer to continue, a lower average power consumption and one to enable easy retrofitting of the ultrasound generator into existing devices and finally both a low heat load of the liquid medium through the Ultrasonic energy when irradiated into the medium and also a low level of heat load on the ultrasound generator or the electronics supporting it itself Allow use in liquid media if the medium itself is in normal use has a high temperature.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 20 gekennzeichnet.These tasks are inventively by the in the characterizing part of Features specified 1 solved. Advantageous further developments of the Subject of the invention are in the features of subclaims 2 to 20 featured.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein separater Ultraschallrohrflächenstrahler vorgesehen ist, der von dem Ultraschallerzeuger und einem Überträger der Ultraschallwellen in das Gerät getrennt ausgeführt ist. Dabei ist der Ultraschallerzeuger und der Übertrager außerhalb des flüssigen Mediums angeordnet und nur der separate Ultraschallrohrflächenstrahler in dem flüssigen Medium selbst angebracht. Der separate Ultraschallrohrflächenstrahler ist dünnwandig und mit geringer Masse ausgebildet und wird von einem Ultraschallerzeu ger derart betrieben, daß die Ultraschallenergie bzw. die Ultraschallwellen intermittie rend in Form von Ultraschallimpulsen an das flüssige Medium abgegeben werden. Der separate Ultraschallrohrflächenerzeuger ist mit einem sich über seine ganze Länge erstreckenden Spalt ausgebildet. Da sich der separate Ultraschallrohrflächenstrahler mit seiner Rohrkreisform allseitig direkt von den flüssigen Medium sowohl von seiner Außenseiten wie auch an seinen Innenseiten umgeben bzw. bei fließendem Medium an der Außenseite umflossen wird und an seinen Innenseiten von dem flüssigen Medium durchflossen wird, ergib sich eine starke Verbesserung der Effektivität der Abstrahlung der Ultraschallwellen an das flüssige Medium gegenüber dem Stand der Technik. Dies ermöglicht die bauliche Ausführung des Ultraschallrohrflächenstrahlers und die Trennung der Massen zwischen Ultraschallrohrflächenstrahler sowie dem Ultraschallerzeuger und dem Übertrager, so daß nur eine sehr geringe Trägheitsbelastung und ebenfalls sehr geringe elastische Belastungen während des Betriebes auf den Ultraschallrohrflächenstrahler selbst ausgeübt werden. D. h., daß die Resonanzeigenschaften des Ultraschallrohrflächenstrahlers, wie beispielsweise seine Schwingungsamplitude und die in das flüssige Medium eingekoppelte Schwingungsleistung gegenüber dem Stand der Technik stark verbessert sind. Zur Unterstützung der vorgenannten Vorteile ist der erfindungsgemäße Ultraschallrohrflächenstrahler der Vorrichtung über seine Gesamtlänge in Richtung der Mittelachse durch die halbe Wellenlänge der Biegeschwingung teilbar ausgeführt, die der Ultraschallrohrflächenstrahler bei seiner Resonanzfrequenz ausführt. Auch der Kreisbogen bzw. Radius von der Mittelachse zu der Mantelfläche des Ultraschallrohrflächenstrahlers ist durch die halbe Wellenlänge der Biegeschwingung teilbar ausgeführt. Der Ultraschallrohrflächenstrahler selbst sowie sein Spalt mit den Rändern des Spaltes sind parallel und symmetrisch zu einer durch die Mittelachse des Ultraschallrohrflächenstrahlers und durch die Mittellinie des Übertragers gebildeten Ebene ausgebildet. Der Spalt des Ultraschallrohrflächenstrahlers erstreckt sich über einen definierten Winkel in einer Kreisbogenlänge, die wenigstens 290 Grad beträgt und zwischen 290 Grad und 356 Grad liegen kann.The advantages of the invention are, in particular, that in the case of the invention A separate ultrasonic tube surface emitter is provided by the device Ultrasound generator and a transmitter of ultrasound waves separated into the device is executed. The ultrasonic generator and the transmitter are outside the arranged liquid medium and only the separate ultrasonic tube surface emitter in attached to the liquid medium itself. The separate ultrasonic tube surface emitter is thin-walled and of low mass and is produced by an ultrasound ger operated such that the ultrasonic energy or the ultrasonic waves intermittent rend in the form of ultrasound pulses to the liquid medium. Of the is separate ultrasonic tube surface generator with one along its entire length extending gap is formed. Since the separate ultrasonic tube surface emitter with its tubular circular shape on all sides directly from the liquid medium both from its Surround the outside as well as the inside or on when the medium is flowing is flowed around on the outside and on the inside of the liquid medium flows through, there is a strong improvement in the effectiveness of the radiation the ultrasonic waves to the liquid medium compared to the prior art. This enables the construction of the ultrasonic tube emitter and the Separation of the masses between the ultrasonic tube emitter and the Ultrasonic generator and the transmitter, so that only a very small Inertia and also very low elastic loads during the Operation are exerted on the ultrasonic tube emitter itself. This means that the Resonance properties of the ultrasonic tube emitter, such as its Vibration amplitude and the one coupled into the liquid medium Vibration performance are greatly improved over the prior art. For Supporting the aforementioned advantages is the invention Ultrasonic tube surface emitter of the device over its entire length in the direction of Center axis divisible by half the wavelength of the bending vibration the ultrasonic tube surface emitter executes at its resonance frequency. Also the Circular arc or radius from the central axis to the lateral surface of the Ultrasonic tube surface emitter is due to half the wavelength of the bending vibration divisible. The ultrasonic tube surface emitter itself and its gap with the Edges of the gap are parallel and symmetrical to one through the central axis of the Ultrasonic tube surface emitter and formed by the center line of the transmitter Level trained. The gap of the ultrasonic tube surface radiator extends over a defined angle in an arc length that is at least 290 degrees and can be between 290 degrees and 356 degrees.

Zur Verringerung des Reaktionswiderstandes des Ultraschallrohrflächenstrahlers sind zur Abstützung des Ultraschallrohrflächenstrahlers an dessen Außenseite federnde Biegeelemente und Lager vorgesehen, wobei die Lager als Gleitlager ausgeführt sind. Die Lager und Biegeelemente werden jeweils gemeinsam in einer zu der Mittelachse des Ultraschallrohrflächenstrahlers senkrechten Ebene angebracht. Jeweils auf einer zur Mittelachse senkrechten Ebene des Ultraschallrohrflächenstrahlers sind zwei Gleitlager und zwei Biegeelemente angeordnet, wobei durch die federnden Biegeele mente ein Druck auf dem Ultraschallrohrflächenstrahler ausgeübt wird und den Ultra schallrohrflächenstrahler damit auf die zu den Biegeelementen symmetrisch angeord neten Gleitlager drückt. Zur Verringerung der Reaktionswiderstandes, hier insbeson dere des Trägheitswiderstandes des Ultraschallrohrflächenstrahlers auf den Ankopp lungspunkt des Übertrages bzw. des Ultraschallerzeugers wird also mit Hilfe der fe dernden Biegeelemente und der Gleitlager die Masse des Ultraschallrohrflächenstrah lers zwischen den Biegeelementen und den Gleitlagern verteilt, weshalb sich die Schwingungsamplitude der Ultraschallwellen des Ultraschallerzeugers, die durch den Strahler abgegeben werden, vergrößert. Zu diesem Zweck sind die Gleitlager dem Ankopplungspunkt des Übertragers jeweils gegenüberliegend an den parallelen Rändern des Spaltes des Ultraschallrohrflächenstrahlers unterhalb seiner Mittelachse und damit im unteren Teil des Ultraschallrohrflächenstrahlers angeordnet. Die den Gleitlagern zuarbeitenden elastischen Biegeelemente sind jeweils nahe an dem Ankopplungspunkt des Übertragers oberhalb der Mittelachse des Ultraschallrohrflä chenstrahlers und damit im oberen Teil des Ultraschallrohrflächenstrahlers angebracht.To reduce the reaction resistance of the ultrasonic tube emitter to support the ultrasonic tube surface emitter on the outside resilient Bending elements and bearings are provided, the bearings being designed as plain bearings. The bearings and bending elements are together in one to the central axis of the ultrasonic tube surface emitter vertical plane attached. Each on one plane of the ultrasonic tube surface emitter perpendicular to the central axis is two Plain bearing and two bending elements arranged, with the resilient bending element a pressure is exerted on the ultrasonic tube surface emitter and the Ultra Sound tube surface emitters are thus arranged symmetrically on the bending elements neten plain bearing presses. To reduce the reaction resistance, especially here the inertia resistance of the ultrasonic tube emitter on the coupling The point of transmission or the ultrasound generator is so with the help of fe the bending elements and the plain bearing the mass of the ultrasonic tube surface beam distributed between the bending elements and the plain bearings, which is why the Vibration amplitude of the ultrasonic waves of the ultrasonic generator, which are caused by the Spotlights are emitted, enlarged. For this purpose, the plain bearings are Coupling point of the transformer opposite to the parallel one Edges of the gap of the ultrasonic tube surface emitter below its central axis and thus arranged in the lower part of the ultrasonic tube surface emitter. The the Elastic bending elements to be applied to slide bearings are each close to the Coupling point of the transmitter above the central axis of the ultrasonic tube surface chenstrahlers and thus attached in the upper part of the ultrasonic tube emitter.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß als Über trager für die von dem Ultraschallerzeuger generierten Ultraschallwellen sowohl Am plitudenverstärker, Booster u. dgl. oder reine Wellenleiter verwendet werden können. Die Ultraschallenergie für den Ultraschallrohrflächenstrahler wird durch wenigstens ei nen Überträger zugeführt, jedoch sind auch mehrere räumlich getrennte Übertrager vorgesehen, wobei wenigstens ein jedoch auch mehrere Ultraschallerzeuger in die Vorrichtung eingebaut werden können. Bei der Verwendung von mehreren Wellenleitern zur Speisung mit Ultraschallenergie bzw. Ultraschallwellen in den Ultraschallrohrflächenstrahler läßt sich vorteilhaft eine einzige gemeinsame Ultraschallquelle für mehrere Wellenleiter verwenden.Another advantage of the device according to the invention is that as an over carrier for the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator, both Am amplifier, booster u. Like. or pure waveguide can be used. The ultrasonic energy for the ultrasonic tube surface emitter is determined by at least one NEN transmitter supplied, but there are also several spatially separate transmitters provided, at least one but also several ultrasound generators in the Device can be installed. When using multiple Waveguides for feeding with ultrasonic energy or ultrasonic waves in the Ultrasonic tube emitters can advantageously be a single common Use an ultrasound source for several waveguides.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen noch näher erläutert. The invention based on exemplary embodiments and drawings explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Eine Prinzip- und Teildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ultraschallrohrflächenstrahler, der von dem Übertrager und von dem Ultraschallerzeuger räumlich getrennt ist, Fig. 1 A Prinzip- and partial view of the inventive apparatus having an ultrasonic tube surface radiator which is spatially separated from the transmitter and of the ultrasonic generator,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 1 mit Darstellung der Biegeelemente und Gleitlager, Fig. 2 is a side view of the illustration of FIG. 1 showing the bending elements and plain bearings,

Fig. 3 eine Prinzip- und Teildarstellung einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Übertragern, die Ultraschallwellen zu dem Ultraschallrohrflächenstrahler übertragen und Fig. 3 is a schematic and partial representation of a second embodiment of the device according to the invention with two transmitters that transmit ultrasonic waves to the ultrasonic tube emitter and

Fig. 4 eine Abwicklung des Ultraschallrohrflächenstrahlers nach Fig. 3 für einen Ultraschallerzeuger mit n = 1, 2, 3 .. Fig. 4 is a developed view of the ultrasonic tube surface reflector of FIG. 3 for an ultrasonic generator with n = 1, 2, 3 ..

In Fig. 1 ist in Schnittdarstellung und in Fig. 2 in der Seitenansicht die erfindungs gemäße Vorrichtung zur Beseitigung und Verhinderung von Ablagerung mit Ultra schallwellen in mit flüssigem Medium gefüllten Geräten dargestellt, wobei die Geräte als Wärmetauscher, Kessel, Rohrleitungssysteme ausgebildet sein können, sowie in allen weiteren Geräte, in denen Ablagerungen entstehen bzw. beseitigt werden müssen, wie Kalkablagerungen, Metalloxyde in Form von Rost und andere Ablagerungen, die bei der Anwesenheit eines flüssigen Mediums, wie beispielsweise Wasser, in Behältern und Rohrleitungssystemen entstehen können. Aus Fig. 1 und 2 ist ein Ultraschallrohrflächenstrahler 1 ersichtlich, der mittels eines Übertragers 2 an einem hier nicht dargestellten Ultraschallerzeuger angeschlossen ist. Der nicht dargestellte Ultraschallerzeuger und der Übertrager 2 sind außerhalb eines hier ebenfalls nicht dargestellten flüssigen Mediums, wie beispielsweise Wasser, das in einem Gehäuse 3 entweder steht oder fließt angeordnet. Die Ultraschallenergie wird in Ultraschallwellenform von dem nicht dargestellten Ultraschallerzeuger über den Übertrager 2 zu dem Ultraschallrohrflächenstrahler 1 geführt. Der Übertrager 2 ist mittels einer Gleitdichtung 4 durch das Gehäuse 3 geführt, wobei die Gleitdichtung eine Dämpfung der durch den Übertrager fließenden Ultraschallwellen vermeidet. Das Gehäuse 3 ist in den Darstellungen der Fig. 1 bis 3, als das Rohr eines Rohrsystems dargestellt, was jedoch zur Ausführung der Erfindung nicht erforderlich ist. Das Gehäuse 3 kann auch der Boden eines Kessels oder eines anderen Gerätes sein, durch den der Übertrager die Ultraschallwellen zu dem Ultraschalloberflächenstrahler überträgt. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung ist nur in einer Prinzip- und Teildarstellung hier geoffenbart. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Fig. 1 bis 3 nur die für die Erfindung maßgeblichen Bestandteile oder Teilfunktionen dargestellt sind. Nicht dargestellt sind u. a. neben dem Ultraschallerzeuger die Elektronik und Regelung des Ultraschallerzeugers, ferner können in dem Übertrager z. B. hier nicht dargestellte Amplitudenverstärker, Booster für die Ultraschallwellen enthalten sein. Nicht dargestellt ist auch die Verbindung von mehreren Übertragern, wenn die Übertrager nur als Wellenreiter ausgebildet sind.In Fig. 1 is a sectional view and in Fig. 2 in side view, the device according to the Invention for removing and preventing deposition with ultra sound waves in devices filled with liquid medium, which devices can be designed as heat exchangers, boilers, piping systems, and in all other devices in which deposits are formed or have to be removed, such as limescale deposits, metal oxides in the form of rust and other deposits which can arise in the presence of a liquid medium, such as water, in containers and piping systems. From Fig. 1 and 2, an ultrasonic tube surface emitter 1 can be seen which is connected to an unillustrated here ultrasonic generator 2 by means of a transformer. The ultrasound generator (not shown) and the transmitter 2 are arranged outside a liquid medium, also not shown here, such as water, which either stands or flows in a housing 3 . The ultrasound energy is conducted in ultrasound wave form from the ultrasound generator (not shown) via the transmitter 2 to the ultrasound tube surface emitter 1 . The transmitter 2 is guided through the housing 3 by means of a sliding seal 4 , the sliding seal avoiding damping of the ultrasonic waves flowing through the transmitter. The housing 3 is shown in the illustrations in FIGS. 1 to 3 as the pipe of a pipe system, but this is not necessary for carrying out the invention. The housing 3 can also be the bottom of a boiler or another device through which the transmitter transmits the ultrasonic waves to the ultrasonic surface emitter. The device according to the invention shown in FIGS . 1 to 3 is only disclosed here in a schematic and partial representation. It is expressly pointed out that, for the sake of clarity, only the constituent parts or subfunctions relevant to the invention are shown in FIGS. 1 to 3. In addition to the ultrasound generator, the electronics and control of the ultrasound generator are not shown. B. Amplifier, not shown here, boosters for the ultrasonic waves may be included. The connection of several transmitters is also not shown if the transmitters are only designed as wave riders.

Über den Übertrager 2 kann von dem nicht dargestellten Ultraschallerzeuger kontinu ierlich eine Ultraschallenergie in Ultraschallwellenform zu dem Ultraschallrohrflächen strahler 1 übertragen werden. Der Ultraschallrohrflächenstrahler 1 gemäß der Erfin dung ist jedoch besonders geeignet, eine von einem Ultraschallerzeuger in Form von Ultraschallimpulsen intermittierend abgegebene Ultraschallenergie bzw. Ultraschallwel len an das flüssige Medium zu übertragen, was, wie später noch näher ausgeführt wird, dadurch begründet ist, daß die Ausbildung des Ultraschallrohrflächenstrahlers eine erhebliche Verbesserung der Effektivität der Abstrahlung der Ultraschallenergie an das Medium gegenüber den Strahlern nach dem Stand der Technik ermöglicht. Ein Grund zur Steigerung der Effektivität der Abstrahlung durch den Ultraschallrohrflä chenstrahler ist eine Verringerung seines Reaktionswiderstandes und hier insbesondere des Trägheitswiderstandes des Ultraschallrohrflächenstrahlers, was bei der vorliegenden Vorrichtung unter anderem dadurch erreicht wird, daß die Mantelfläche 5 des Ultraschallrohrflächenstrahlers dünnwandig ausgeführt ist und deshalb auch nur eine geringe Masse besitzt, die durch die Ultraschallenergie in Schwingungen zu versetzen ist. Um eine größere Schwingungsamplitude des Ultraschallrohrflächenstrahlers zu erreichen und damit einen höheren Wirkungsgrad bei der Übertragung der Ultraschallenergie in das flüssige Medium wie Wasser zu ermöglichen, ist der Ultraschallrohrflächenstrahler selbst parallel und symmetrisch zu einer durch die Mittelachse 8 des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 und durch die Mittellinie 9 des Übertragers 2 gebildeten Ebene ausgeführt. Aufgrund dieser symmetrischen Ausrichtung des Rohrflächenstrahlers sind auch die Ränder 10 und 11 des Spaltes 12 parallel und symmetrisch zu der durch die Mittelachse 8 des Rohrflächenstrahlers 1 und durch die Mittellinie 9 des Übertragers 2 gebildeten Ebene ausgeführt. Der mit dem Übertrager 2 verbundene separate Rohrflächenstrahler verfügt also über einen sich über seine gesamte Länge erstreckenden Spalt 12. Dieser Spalt 12 wird dadurch gebildet, daß der separate Ultraschallrohrflächenstrahler 1 in Rohrkreisform mit einer Mantelfläche 5 ausgestattet ist, die im Querschnitt senkrecht zu ihrer Längsachse die Form einer Mantellinie eines sich über einen definierten Winkel erstreckenden Kreissektors hat. Die Kreisbogenlänge der Mantelfläche 5 beträgt mindestens 290 Grad. Die Kreisbogenlänge der Mantelfläche 5 kann dabei zwischen 290 Grad und 356 Grad liegen. Die bauliche Ausführung und Form des Ultraschallrohrflächenstrahlers ermöglicht es, daß der Oberflächenstrahler allseitig direkt vom flüssigen Medium sowohl an seiner Außenseite 7 wie auch an seiner Innenseite 6 umgeben ist. Wenn es sich um ein fließendes flüssiges Medium handelt, so wird ebenfalls die Außenseite 7 der Mantelfläche 5 des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 umflossen, wie auch mit dem Effekt einer besonderen zusätzlichen Erhöhung der Übertragungsfläche für die Ultraschallenergie in das flüssige Medium auf der Innenseite 6 der Mantelfläche 5 des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 ständig durchströmt. Durch die Trennung des Ultraschallerzeugers und des Übertragers von dem Ultraschallrohrflächenstrahler und der Auslagerung des Ultraschallerzeugers und des Übertragers aus dem flüssigen Medium, wird einmal eine geringe Wärmebelastung des Ultraschallerzeugers bzw. der dazu erforderlichen Elektronik zur Einleitung von Ultra schallenergie in ein flüssiges Medium erreicht, das selbst sehr hohe Temperaturen im Betrieb besitzt. Zum anderen wird durch das Verbleiben nur des Ultraschallrohrflächenstrahlers in dem flüssigen Medium die Wärmebelastung des flüssigen Mediums bei der Einleitung von Ultraschallenwellenenergien das Medium minimiert. Als Material für den Ultraschallrohrflächenstrahler kann beispielsweise Metall in Form von Stahl oder jedes andere für den Zweck der Einleitung von Ultraschallenergien in ein flüssiges Medium geeignete Material verwendet werden.Via the transmitter 2 , ultrasound energy in the form of ultrasound waves can be continuously transmitted from the ultrasound generator (not shown) to the ultrasound tube surface 1 . The ultrasonic tube surface emitter 1 according to the inven tion is particularly suitable, however, to transmit an ultrasonic energy or ultrasound wave emitted intermittently from an ultrasound generator in the form of ultrasound pulses, which, as will be explained in more detail later, is due to the fact that the training of the ultrasonic tube surface emitter enables a considerable improvement in the effectiveness of the radiation of the ultrasonic energy to the medium compared to the emitters according to the prior art. One reason for increasing the effectiveness of the radiation by the ultrasonic tube surface emitter is a reduction in its reaction resistance and here in particular the inertial resistance of the ultrasonic tube surface emitter, which is achieved in the present device, inter alia, by the fact that the outer surface 5 of the ultrasonic tube surface emitter is thin-walled and therefore only one has low mass, which is caused to vibrate by the ultrasonic energy. In order to achieve a greater oscillation amplitude of the ultrasonic tube surface emitter and thus to enable a higher efficiency in the transmission of the ultrasonic energy into the liquid medium such as water, the ultrasonic tube surface emitter itself is parallel and symmetrical to one through the center axis 8 of the ultrasonic tube surface emitter 1 and through the center line 9 of the transmitter 2 formed level executed. Because of this symmetrical alignment of the tubular surface radiator, the edges 10 and 11 of the gap 12 are also parallel and symmetrical to the plane formed by the central axis 8 of the tubular surface radiator 1 and by the center line 9 of the transmitter 2 . The separate tubular surface radiator connected to the transmitter 2 thus has a gap 12 which extends over its entire length. This gap 12 is formed in that the separate ultrasonic tubular surface radiator 1 is provided in the form of a tubular circle with a circumferential surface 5 which, in cross section perpendicular to its longitudinal axis, has the shape of a surface line of a circular sector extending over a defined angle. The arc length of the outer surface 5 is at least 290 degrees. The arc length of the lateral surface 5 can be between 290 degrees and 356 degrees. The structural design and shape of the ultrasonic tube surface emitter makes it possible for the surface emitter to be surrounded on all sides directly by the liquid medium both on its outside 7 and on its inside 6 . If it is a flowing liquid medium, the outside 7 of the outer surface 5 of the ultrasonic tube radiator 1 is also flowed around, as well as with the effect of a special additional increase in the transmission surface for the ultrasonic energy into the liquid medium on the inner side 6 of the outer surface 5 of the Ultrasonic tube surface emitter 1 flows continuously. By separating the ultrasound generator and the transmitter from the ultrasonic tube emitter and relocating the ultrasound generator and the transmitter from the liquid medium, a low heat load of the ultrasound generator or the electronics required for the introduction of ultrasound energy into a liquid medium is achieved, which itself has very high temperatures during operation. On the other hand, if only the ultrasonic tube surface emitter remains in the liquid medium, the heat load on the liquid medium is minimized when the ultrasonic wave energies are introduced. Metal in the form of steel or any other material suitable for the purpose of introducing ultrasonic energies into a liquid medium can be used, for example, as the material for the ultrasonic tubular surface emitter.

Die jeweilige Gesamtlänge des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 in Richtung seiner Mittelachse 8 ist teilbar durch die halbe Wellenlänge Lambda der Biegeschwingung ausgeführt, die der Ultraschallrohrflächenstrahler bei seiner Resonanzfrequenz ausführt. Auch der Kreisbogen bzw. Radius von der Mittelachse 8 zu der Mantelfläche 5 des Ultraschallrohrflächenstrahlers ist jeweils durch die halbe Wellenlänge der Biege schwingung teilbar ausgeführt, die der Ultraschallrohrflächenstrahler bei seiner Reso nanzfrequenz ausführt. Deshalb entspricht der Innendurchmesser des Ultraschallrohr flächenstrahlers jeweils einer geraden Anzahl von halben Wellenlängen Lambda der Biegeschwingung. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann der Ultraschallrohrflächenstrahler 1 nicht nur mit einem Ultraschallerzeuger für einen Übertrager 2 mit Ultraschallenergie gespeist werden, sondern auch mit mehreren räumlich getrennten Übertragern versehen sein. Die Übertrager können dabei als reine Wellenleiter ausgebildet sein oder es können auch mehrere Ultraschallerzeuger vorgesehen sein, denen je ein Wellenleiter oder beispielsweise zusätzlich ein Amplitu denverstärker zugeordnet ist. Bei der Anordnung mehrerer reiner Wellenleiter als Übertrager kann auch lediglich ein gemeinsamer Ultraschallerzeuger für diese Wellen leiter vorgesehen sein. Bei dem Anbringen mehrerer Übertrager an dem Ultraschall rohrflächenstrahler 1 sind die Übertrager 2 symmetrisch zur Querachse des Ultraschall rohrflächenstrahlers angeordnet und zusätzlich dabei im gegenseitigen Abstand von einer Wellenlänge Lambda der Biegeschwingungen, die der Ultraschallrohrflä chenstrahler bei seiner Resonanzfrequenz ausführt, einander zugeordnet. Auch bei der Anordnung von mehreren Übertragern auf dem Ultraschallrohrflächenstrahler gilt, daß die jeweilige Gesamtlänge des Ultraschallrohrflächenstrahlers in Richtung der Mittel achse 8 durch die halbe Wellenlänge Lambda der Biegeschwingung teilbar ausgeführt ist, die der Ultraschallrohrflächenstrahler bei seiner Resonanzfrequenz hat. Die Ab stände der Ankopplungspunkte der Übertrager, die den Rändern 13 und 14 in Längs richtung am Nächsten liegen, beträgt auch hier wieder eine halbe Wellenlänge der Bie geschwingungen bei Resonanzfrequenz des Ultraschallrohrflächenstrahlers. Durch die Anordnung von mehreren Übertragern an einem Ultraschallrohrflächenstrahler läßt sich die Resonanzeigenschaft des Strahlers leichter erreichen.The respective total length of the ultrasonic tubular surface radiator 1 in the direction of its central axis 8 is divisible by half the wavelength lambda of the bending vibration which the ultrasonic tubular surface radiator executes at its resonance frequency. The circular arc or radius from the central axis 8 to the outer surface 5 of the ultrasonic tube emitter is each divisible by half the wavelength of the bending vibration that the ultrasonic tube emitter performs at its resonance frequency. Therefore, the inside diameter of the ultrasonic tube emitter corresponds to an even number of half wavelengths of lambda of the bending vibration. As can be seen from FIG. 3, the ultrasonic tubular radiator 1 can not only be supplied with an ultrasonic generator for a transmitter 2 with ultrasonic energy, but can also be provided with a plurality of spatially separate transmitters. The transmitter can be designed as a pure waveguide or there can also be several ultrasound generators, each of which is assigned a waveguide or, for example, an additional amplifier. In the arrangement of several pure waveguides as transmitters, only a common ultrasound generator can be provided for these waveguides. When attaching several transducers to the ultrasonic tube emitter 1 , the transducers 2 are arranged symmetrically to the transverse axis of the ultrasonic tube emitter and additionally assigned to one another at a mutual distance from a wavelength lambda of the bending vibrations which the ultrasonic tube emitter performs at its resonance frequency. Also with the arrangement of several transducers on the ultrasonic tube surface emitter applies that the respective total length of the ultrasonic tube surface emitter in the direction of the central axis 8 is designed to be divisible by half the wavelength lambda of the bending vibration which the ultrasonic tube surface emitter has at its resonance frequency. From the coupling points of the transducers, which are closest to the edges 13 and 14 in the longitudinal direction, is again half a wavelength of the bending vibrations at the resonance frequency of the ultrasonic tube emitter. The arrangement of several transmitters on an ultrasonic tubular surface emitter makes it easier to achieve the resonance property of the emitter.

Um den Reaktionswiderstand, hier insbesondere dem Trägheitswiderstand, des Ultra schallrohrflächenstrahlers weiter zu minimieren, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß zur Abstützung des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 an dessen Außenseite 7 federnde Biegeelemente 15 und Lager 16 vorgesehen sind. Die Lager 16 sind dabei als Gleitlager ausgebildet. Die Lager 16 und die Biegeelemente 15 werden jeweils gemeinsam in einer zu der Mittelachse 8 des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 senkrechten Ebene angeordnet. Es sind jeweils auf einer zur Mittelachse 8 senkrechten Ebene des Ultraschallrohrflächenstrahlers zwei Gleitlager 16 und zwei Biegeelemente 15 angebracht. Die Funktion der Biegeelemente besteht darin, daß die federnden Biegeelemente einen Druck auf die Mantelfläche 5 des Ultraschallrohrflächenstrahlers ausüben und den Ultraschallrohrflächenstrahler 1 damit auf die Gleitlager 16 drücken, siehe dazu Fig. 2 und 3. Bei einer Anordnung des Ultraschallrohrflächenstrahlers in einem als Röhre ausgeführten Gehäuse 3 sind die federnden Biegeelemente 15 und die Gleitlager 16 an der Rohrinnenwand 17 des Gehäuse 3 befestigt. Wenn das Gehäuse 3 nicht aus einem Rohr besteht, so kann mittels einer Hilfskonstruktion, beispielsweise in Form von zentrischen Ringen um den Ultraschallrohrflächenstrahler, an der die Biegeelemente und Lager befestigt sind, ebenfalls eine derartige Abstützung des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 erzielt werden. Die Lager 16, auf denen der Ultraschallrohrflächenstrahler 1 gleitet, liegen ebenso wie die Biegeelemente auf der Normalen zu der Mantellinie und durch die Mittellinie des Ultraschallrohrflächenstrahlers. Die weitere Anordnung der Gleitlager auf der Außenseite 7 der Mantelfläche 5 ist derart gestaltet, daß die Gleitlager 16 dem Ankopplungspunkt der Übertrager 2 jeweils gegenüberliegend an dem parallelen Rändern 10 und 11 des Spaltes 12 des Ultraschallrohrflächenstrahlers unterhalb der Mittelachse 8 und damit im unteren Teil des Rohrflächenstrahlers angeordnet sind. Die federnden Biegeelemente 15 jedoch sind jeweils nahe zu dem Ankopplungspunkt des Übertragers 2 oberhalb der Mittelachse 8 des Ultraschallrohrflächenstrahlers gelegen und damit im oberen Teil des Ultraschallrohrflächenstrahlers angeordnet. Die weitere Anordnung der federnden Biegeelemente 15 und der Gleitlager 16 erfolgt derart, daß alle zu der Mittelachse 8 senkrechten Ebenen in Längsrichtung auf der Mittelachse stets im Abstand von einer oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge der Biegeschwingungen des Ultraschallrohrflächenstrahlers in den Punkten der Schwingungsbäuche in Bezug auf den Ankopplungspunkt des Übertragers angeordnet werden. Zusätzlich sind die federnden Biegeelemente 15 und die Gleitlager 16 jeweils symmetrisch zu der durch die Mittellinie 9 des Übertragers 2 und der Mittelachse 8 des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 gebildeten Ebene angeordnet.To further minimize the reaction resistance, in particular the inertial resistance of the ultra-sound tube panel radiator, is provided in the inventive device that is provided for supporting the ultrasonic tube surface radiator 1 on the outer side 7 resilient flexures 15 and bearing sixteenth The bearings 16 are designed as plain bearings. The bearings 16 and the bending elements 15 are each arranged together in a plane perpendicular to the central axis 8 of the ultrasonic tube surface emitter 1 . Two slide bearings 16 and two bending elements 15 are each mounted on a plane of the ultrasonic tube surface emitter perpendicular to the central axis 8 . The function of the bending elements is that the resilient bending elements exert a pressure on the outer surface 5 of the ultrasonic tube surface emitter and thus press the ultrasonic tube surface emitter 1 on the slide bearing 16 , see FIGS. 2 and 3. When the ultrasonic tube surface emitter is arranged in a housing designed as a tube 3 , the resilient bending elements 15 and the slide bearings 16 are fastened to the inner tube wall 17 of the housing 3 . If the housing 3 does not consist of a tube, such a support of the ultrasonic tube surface emitter 1 can also be achieved by means of an auxiliary construction, for example in the form of central rings around the ultrasonic tube surface emitter, to which the bending elements and bearings are attached. The bearings 16 , on which the ultrasonic tubular surface emitter 1 slides, lie, like the bending elements, on the normal to the surface line and through the center line of the ultrasonic tubular surface emitter. The further arrangement of the plain bearings on the outside 7 of the outer surface 5 is designed such that the plain bearings 16 opposite the coupling point of the transducers 2 each on the parallel edges 10 and 11 of the gap 12 of the ultrasonic tube surface emitter below the central axis 8 and thus in the lower part of the tube surface emitter are arranged. However, the resilient bending elements 15 are each located close to the coupling point of the transmitter 2 above the central axis 8 of the ultrasonic tube surface emitter and are therefore arranged in the upper part of the ultrasonic tube surface emitter. The further arrangement of the resilient bending elements 15 and the slide bearing 16 takes place in such a way that all planes perpendicular to the central axis 8 in the longitudinal direction on the central axis always at a distance from one or a multiple of half the wavelength of the bending vibrations of the ultrasonic tube surface emitter in the points of the antinodes with respect to the coupling point of the transformer can be arranged. In addition, the resilient bending elements 15 and the slide bearings 16 are each arranged symmetrically to the plane formed by the center line 9 of the transmitter 2 and the center axis 8 of the ultrasonic tube surface emitter 1 .

Durch die vorstehend geschilderte Anordnung der federnden Biegeelemente 15 und der Gleitlager 16 wird, wie bereits geschildert, mittels der Biegeelemente der Ultra schallrohrflächenstrahler auf die Gleitlager gedrückt. Durch die spezielle Zuordnung der Biegeelemente zu den Gleitlagern und ferner durch die spezielle Auswahl der Ab stände der zu der Mittelachse 8 senkrechten Ebenen, auf denen die Biegeelemente und Gleitlager angeordnet sind, wird der Reaktionswiderstand zum Ultraschallrohrflächenstrahler 1 erneut verringert und zwar hauptsächlich der Trägheitswiderstand wird dabei minimiert, da die Masse des Ultraschallrohrflächenstrahlers zwischen den Biegeelementen 15 und den Gleitlagern 16 gleichmäßig verteilt ist, wodurch sich die Schwingungsamplitude des Ultraschallrohrflächenstrahlers vergrößert. Bei einer derartigen Anordnung der Gleitlager 16 und der federnden Biegeelemente 15 entstehen auch Radialschwingungen des Ultraschallrohrflächenstrahlers, wodurch die Schwingungen von seiner Innenseite 6 der Mantelfläche 5 auf die Mittelachse 8 fokussiert werden. Deshalb ist auch der Innendurchmesser des Ultraschallrohrflächenstrahlers 1 gleich einem geradzahligen Vielfachen der halben Schwingungswellenlängen ausgeführt. Bei einer derartigen Anordnung der Biegeelemente und Gleitlager entstehen auch Radialschwingungen des Ultraschallrohrflächenstrahlers derart, daß die Schwingungen auf der Innenseite 6 auf die Mittelachse fokussiert werden, während Radialschwingungen nach dem Stand der Technik bisher für den Einleitungsprozeß in das Medium verlorengegangen sind. Durch die bereits geschilderten Anordnungen und zusätzlich durch die ebenfalls bereits geschriebene Bauart des Ultraschallrohrflächenstrahlers konzentriert sich die Ultraschallenergie bzw. die Ultraschallwellen in dem flüssigen Medium auf die Mittelachse 8. Das führt zur intensiven Bildung von Kristallisationszentren, von Gasbläschen und Kavitationsbläschen, ferner zu einem tieferen Eindringen der Ultraschallwellen und damit Schwingungen in das flüssige Medium, womit schließlich eine erhöhte Effektivität vor allem bei der Abstrahlung der Ultraschallenergie und ebenso bei der Abtragung bzw. Verhütung von Ablagerungen in den betroffenen Geräten erreicht wird. Dies rührt auch daher, da sich Härtebilder vorzugsweise auf dem Kristallisati onszentren, an den Gasbläschen und Kavitationsbläschen niederschlagen, nicht jedoch beispielsweise auf den in dem Gerät vorhandenen Heizflächen. Die sich verstärkt bildenden Gas- und Kavitationsbläschen zerstören die vorhandenen Ablagerungen, in dem sie in deren Ritzen und Unebenheiten eindringen. Damit gelingt es, eine ge genüber dem Stand der Technik höhere Ultraschallenergie in das flüssige Medium auf der Mittelachse zu konzentrieren. Es ist offensichtlich, daß der in Rohrkreisform gestaltete Ultraschallrohrflächenstrahler leicht in den verschiedensten Geräten nach gerüstet werden kann. Es ist nur ein kleiner mittlerer Leistungsverbrauch für das Ein bringen der Ultraschallenergie in das flüssige Medium erforderlich, insbesondere auch dadurch, daß die Ultraschallenergie lediglich intermittierend in Form von Ultra schallimpulsen an das flüssige Medium abgegeben wird, wobei der entwickelte Ultra schallrohrflächenstrahler für die Ultraschallimpulsabgabe an das flüssige Medium be sonders geeignet ist.Due to the arrangement of the resilient bending elements 15 and the sliding bearing 16 described above, as already described, the ultra-sonic tube surface emitter is pressed onto the sliding bearing by means of the bending elements. Due to the special assignment of the bending elements to the plain bearings and also by the special selection of the levels from the perpendicular to the central axis 8 planes on which the bending elements and plain bearings are arranged, the reaction resistance to the ultrasonic tube emitter 1 is again reduced, and mainly the inertia resistance is thereby minimized, since the mass of the ultrasonic tube surface emitter is evenly distributed between the bending elements 15 and the sliding bearings 16 , as a result of which the vibration amplitude of the ultrasonic tube surface emitter increases. With such an arrangement of the slide bearings 16 and the resilient bending elements 15 , radial vibrations of the ultrasonic tube surface emitter also arise, as a result of which the vibrations are focused from the inside 6 of the lateral surface 5 onto the central axis 8 . For this reason, the inside diameter of the ultrasonic tube surface emitter 1 is also made equal to an even multiple of half the oscillation wavelengths. With such an arrangement of the bending elements and slide bearings, radial vibrations of the ultrasonic tube surface emitter also arise in such a way that the vibrations on the inside 6 are focused on the central axis, whereas radial vibrations according to the prior art have so far been lost for the introduction process into the medium. Due to the arrangements already described and additionally due to the design of the ultrasonic tube surface emitter also already written, the ultrasonic energy or the ultrasonic waves in the liquid medium are concentrated on the central axis 8 . This leads to the intensive formation of crystallization centers, gas bubbles and cavitation bubbles, further to a deeper penetration of the ultrasonic waves and thus vibrations into the liquid medium, which ultimately results in increased effectiveness, especially in the radiation of ultrasonic energy and also in the removal or prevention of deposits is achieved in the affected devices. This is also due to the fact that hardness images are preferably deposited on the crystallization centers, on the gas bubbles and cavitation bubbles, but not, for example, on the heating surfaces present in the device. The increasingly forming gas and cavitation bubbles destroy the existing deposits by penetrating their cracks and unevenness. This makes it possible to concentrate a higher ultrasound energy compared to the prior art in the liquid medium on the central axis. It is obvious that the ultrasonic tubular surface emitter designed in the form of a tubular circle can easily be retrofitted in a wide variety of devices. It is only a small average power consumption for bringing the ultrasound energy into the liquid medium is required, in particular also in that the ultrasound energy is only emitted intermittently in the form of ultrasound pulses to the liquid medium, the developed ultrasound tube surface emitter for the ultrasound pulse delivery to the liquid medium is particularly suitable.

Reference list

11

Ultraschallrohrflächenstrahler
Ultrasonic tube surface emitter

22nd

Übertrager
Transformer

33rd

Gehäuse
casing

44th

Gleitdichtung
Sliding seal

55

Mantelfläche
Lateral surface

66

Innenseite
inside

77

Außenseite
Outside

88th

Mittelachse (Ultraschallrohrflächenstrahler)
Central axis (ultrasonic tube surface emitter)

99

Mittellinie (Übertrager)
Center line (transformer)

1010th

Rand des Spaltes
Edge of the gap

1111

Rand des Spaltes
Edge of the gap

1212th

Spalt
gap

1313

Rand in Längsrichtung
Longitudinal edge

1414

Rand in Längsrichtung
Longitudinal edge

1515

Biegeelemente
Bending elements

1616

Lager
camp

1717th

Rohrinnenwand
Inner pipe wall

Claims

1. Apparatus for the removal and prevention of deposits with ultra sound waves in devices filled with liquid medium, in particular water, such as heat exchangers, boilers, piping systems, the ultrasound energy supplied by the ultrasound generator in ultrasound wave form with flat introduction means into the liquid medium formed in a partially circular arc shape the device is transmitted and the introduction means are partially surrounded by the liquid medium, characterized in that the ultrasound generator and a transmitter ( 2 ) of the ultrasound waves are arranged in the device outside the liquid medium, that a separate ultrasound tube surface emitter connected to the transmitter ( 2 ) ( 1 ) is provided in the form of a tubular circle, that a gap ( 12 ) extending over its entire length is formed in the ultrasonic tubular surface radiator ( 1 ) and that the ultrasonic tubular surface radiator ( 1 ) is direct on all sides the liquid medium is surrounded both on its outer sides ( 7 ) and on its inner sides ( 6 ) or is flowed around and through by the medium on the inner and outer sides.

2. Device according to claim 1, characterized in that the ultrasound is constructed such that the ultrasonic energy or the ultrasound waves intermittently in the form of ultrasound pulses to the liquid medium be delivered.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the respective total length of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) in the direction of the central axis ( 8 ) by half the wavelength of the bending vibration which the ultrasonic tube emitter performs at its resonance frequency is made divisible.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circular arc or radius from the central axis ( 8 ) to the outer surface ( 5 ) of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) by half the wavelength of the bending vibration which the ultrasonic tube emitter at its rosonance frequency executes, is divisible and that therefore the inner diameter of the ultrasonic tube radiator ( 1 ) corresponds to an even number of half wavelengths of the bending vibrations that the ultrasonic tube radiator executes at its resonance frequency.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ultrasonic tube emitter ( 1 ) itself parallel and symmetrical and its gap ( 12 ) or the edges ( 11 , 12 ) of the gap parallel and symmetrical to one another the center axis ( 8 ) of the tubular surface radiator ( 1 ) and the center line ( 9 ) of the transmitter ( 2 ) extend to the plane formed.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the separate ultrasonic tube surface emitter ( 1 ) in the form of a tubular circle is provided with a lateral surface ( 5 ) which, in cross section perpendicular to its longitudinal axis, has the shape of a surface line extending over a defined angle Circle sector has that the arc length of the outer surface ( 5 ) of the circular sector is not less than 290 degrees and that it is between 290 degrees and 356 degrees.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer surface ( 5 ) of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) is thin-walled and of low mass.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that for supporting the ultrasonic tube surface emitter ( 1 ) on the outside ( 7 ) of its outer surface ( 5 ) resilient bending elements ( 15 ) and bearings ( 16 ) are provided and that the bearings ( 16 ) are designed as plain bearings.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the bearings ( 16 ) and bending elements ( 15 ) are each arranged together in a plane perpendicular to the central axis ( 8 ) of the ultrasonic tube emitter ( 1 ).

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that in each case on a plane perpendicular to the central axis ( 8 ) of the ultrasonic tube surface emitter ( 1 ) two slide bearings ( 16 ) and two bending elements ( 15 ) are attached.

11. The device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the resilient bending elements put pressure on the ultrasonic tube surface emitter exert and the ultrasonic tube emitter can be pressed onto the slide bearing.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that in the arrangement of the ultrasonic tube surface emitter in a tube, the bearings ( 16 ) and bending elements ( 15 ) are attached to the inner tube wall.

13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the slide bearing ( 16 ) the coupling point of the transmitter ( 2 ) opposite each other on the parallel edges ( 10 , 11 ) of the gap ( 12 ) of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) below the Central axis ( 8 ) and thus are arranged in the lower part of the ultrasonic tube surface emitter.

14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the bending elements ( 15 ) are each located close to the coupling point of the transmitter ( 2 ) above the central axis ( 8 ) of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) and thus arranged in the upper part of the ultrasonic tube emitter are.

15. The device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the planes perpendicular to the central axis ( 8 ) in the longitudinal direction on the central axis always at a distance of one or a multiple of half the wavelength of the bending vibrations of the ultrasonic tube emitter ( 1 ) in the points the antinodes are arranged in relation to the coupling point of the transmitter ( 2 ).

16. The device according to one of claims 8 to 15, characterized in that the Bearing and bending elements each symmetrical to that through the center line of the Transformer and the central axis of the ultrasonic surface emitter formed Level are attached.

17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that as a transformer ( 2 ) an amplitude amplifier, booster u. Like. or a pure waveguide is provided.

18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that for the ultrasonic tube emitter ( 1 ) at least one or more spatially separate transducers ( 2 ) are provided with their coupling points for the ultrasonic waves that the transducer ( 2 ) symmetrical to the transverse axis of the Ultrasonic tube surface emitter ( 1 ) and at a mutual distance from a wavelength lambda of the bending vibration which the ultrasonic surface emitter executes at its resonance frequency and that at least one or more ultrasound generators are provided.

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the transformers ( 2 ) are each guided through the housing wall with a sliding seal ( 4 ).

20. The apparatus according to claim 18 or 19, characterized in that a common ultrasound generator is provided in the arrangement of several transmitters ( 2 ) designed as pure waveguides.